JP2011144968A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の蒸発器へ流入する冷媒の冷媒量を均一にし、冷凍サイクルの信頼性を向上する。
【解決手段】並列に接続される複数の蒸発器５ａ，５ｂと、前記複数の蒸発器に冷媒を分流する分岐手段６とを備え、前記分岐手段は単一の導入口６ａと複数の吐出口６ｂを有し、それぞれの蒸発器に対して複数の前記吐出口を接続した冷凍サイクル装置であって、前記分岐手段の吐出口は同心円状に配され、隣合う吐出口が異なる蒸発器へ接続されることを特徴とし、前記複数の蒸発器はそれぞれが、複数の冷媒流路と、前記分岐手段と前記冷媒流路とを接続する第２の分岐手段１３ａ，１３ｂを備え、前記第２の分岐手段には前記分岐手段の複数の吐出口が収束されて接続される。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の蒸発器を有する冷凍サイクル装置に関し、特に複数の蒸発器へ接続される分岐手段を改善し信頼性を向上させた冷凍サイクル装置に関する。

一般に空気調和機などの冷凍サイクル装置の室外機は圧縮機と室外側熱交換器を備えており、暖房運転時には室外側熱交換器は蒸発器として機能する。室外機に外気を吸入し蒸発器である室外側熱交換器を通過させつつ外気の熱を奪う。
一方、室内機は室内側熱交換器を備えており、暖房運転時には室内側熱交換器は凝縮器として機能する。室内機の吸引口を通して流入された室内空気は凝縮器である室内側熱交換器を通過しつつ加熱された後、室内機の吐出口を介して室内空間に吐出され室内空間を暖房する。
このような冷凍サイクル装置において能力を向上するために蒸発器を分離し複数設けることが知られている。複数設けられた蒸発器は分岐手段としての分岐管を介して主配管と接続され、各蒸発器に冷媒が供給される。

特開平７―１２４２９号公報

特許文献１に記載のように従来においては複数の蒸発器へ冷媒を分配するため主配管からＴ型の分岐管を用いて冷媒の分岐を行っていた。しかし、このようなＴ型の分岐管を用いた場合、主配管内において冷媒が液相と気相に分離した気液二相状態となり分岐管内に流入すると、分岐管内で均等に冷媒の分岐が行われず、液相冷媒が多く供給される蒸発器と気相冷媒が多く供給される蒸発器のように各蒸発器へ供給される冷媒量に偏りが生じる。液相冷媒が多く供給される蒸発器においては、気相冷媒が多く供給される蒸発器に比べて冷媒量が多くなり、蒸発器内で冷媒が蒸発しきることなく液相のまま圧縮機に流入し、圧縮機の故障の原因となる可能性がある。一方、気相冷媒が多く供給される蒸発器においては冷媒量が少なくなるため、性能が低下する可能性がある。

前記課題を解決するための手段として、本発明の冷凍サイクル装置は、並列に接続される複数の蒸発器と、前記複数の蒸発器に冷媒を分流する分岐手段とを備え、前記分岐手段は単一の導入口と複数の吐出口を有し、それぞれの蒸発器に対して複数の前記吐出口を接続した冷凍サイクル装置であって、前記分岐手段の吐出口は同心円状に配され、隣合う吐出口が異なる蒸発器へ接続されることを特徴とし、前記複数の蒸発器はそれぞれが、複数の冷媒流路と、前記分岐手段と前記冷媒流路とを接続する第２の分岐手段を備え、前記第２の分岐手段には前記分岐手段の複数の吐出口が収束されて接続されることを特徴とする。

本発明によれば複数の蒸発器へ流入する冷媒の冷媒量を均一にすることができ、冷凍サイクル装置の信頼性を向上することができる。

本発明の実施の形態に係る空気調和機の概略を示す図。 本発明のディストリビュータから熱交換器へ接続した図。 本発明のディストリビュータから熱交換器へ接続した上面図。

本発明に係る冷凍サイクル装置として例えば空気調和機がある。図１に本発明に係る空気調和機の構成図を示す。
本発明に係る空気調和機Aは、室外機１と室内機２で構成される。室外機１は内部に圧縮機３、四方弁４、室外側熱交換器５、室外側熱交換器５への分岐手段として第１のディストリビュータ６および第２のディストリビュータ１３ａ、１３ｂ、電磁膨張弁７が備えられており、室内機２は室内側熱交換器８を備えている。これら構成部品を冷媒管９で順次接続することにより冷凍サイクルが構成される。
暖房運転時、冷媒は、圧縮機３、四方弁４、室内側熱交換器８、電磁膨張弁７、第１のディストリビュータ６、第２のディストリビュータ１３ａ、１３ｂ、室外側熱交換器５、四方弁４、圧縮機３の順に流れる。このとき、室外側熱交換器５は蒸発器として機能し、室内側熱交換器８は凝縮器として機能する。
室外側熱交換器５は並列に接続された熱交換器５ａと熱交換器５ｂで構成され、熱交換器５ａ、５ｂのそれぞれに対応して第２のディストリビュータ１３ａ、１３ｂが接続されている。さらに熱交換器５ａ、５ｂはそれぞれ複数の冷媒流路１１（図２参照）を有している。

図２に示すように第１のディストリビュータ６は円筒形状の本体部６ｃと、この本大部６ｃの下端中心部に主配管９が接続された導入口６ａと、本体部６ｃの上端面に環状に配置され、第２のディストリビュータ１３ａ、１３ｂに接続される複数の吐出口６ｂを備えている。
第１のディストリビュータ６の吐出口６ｂと第２のディストリビュータ１３ａ、１３ｂの吸入口１４ａ、１４ｂとは複数のキャピラリチューブ１０を介して接続されている。この複数のキャピラリチューブ１０はロウ付けなどにより２つに束ねられ、第２のディストリビュータ１３の吸入口１４ａ、１４ｂへ、それぞれ接続される。

図３に示すように、第１のディストリビュータ６の複数の吐出口６ｂは環状、詳しくは本体部６ｃの中心軸を中心とする同心円状に配されており、これに接続されるキャピラリチューブ１０は隣合う管が同じ第２のディストリビュータに接続されないように互い違いに第２のディストリビュータ１３ａ、１３ｂに接続されている。これにより第１のディストリビュータ６内部で図３に示す様に冷媒の気相と液相が偏って分離した状態でも第２のディストリビュータ１３ａ、１３ｂへどちらかの相の冷媒が偏ることなく均一に冷媒を流入させることができる。複数の吐出口６ｂの数は、少なくとも熱交換器５ａ、５ｂの数の２以上の整数倍が望ましい。
第２のディストリビュータ１３ａ、１３ｂはそれぞれ複数の吐出口１５を有しており熱交換器５ａ、５ｂの冷媒流路１１の導入口１２にキャピラリチューブ１０を介して接続されている。
第１のディストリビュータ６で気相と液相のどちらかに偏ることなく均一に分岐された冷媒は第２のディストリビュータ１３内部のノズル（図示せず）で流速の速い噴霧流状の完全な気液混合状態となり、吐出口１５ａ、１５ｂから吐出され熱交換器５ａ及び熱交換器５ｂの各冷媒流路１１に流入する。これにより、各冷媒流路１１における気相・液相の偏りがなくなり、熱交換器５ａ、５ｂの熱交換効率が向上する。

本実施例によりそれぞれの熱交換器５ａ、５ｂへ過不足なく均一に冷媒が分配されるため、冷媒が液相のまま圧縮機に流入して生じる故障や、熱交換器の途中ですべて蒸発し熱交換器の吸熱量が減少することによる性能低下といった不具合がない。
本実施例において室外側熱交換器５は２つに分離しているが３つ以上に分離していてもかまわず、この場合第１のディストリビュータ６の吐出口数は室外側熱交換器の数の２以上の整数倍となる。

本実施例で使用した第1のディストリビュータは円筒形状であったが、他にも多角柱形状や円錐形状を用いてもよく、吐出口は同心円状ではなく楕円などの環状に配されてもよい。
また、本実施例では空気調和機の室外側熱交換器において示したが、室内側熱交換器を複数持つ場合においては室内側熱交換器に上記分岐手段を用いてそれぞれの室内側熱交換器に冷媒を供給してもよいし、ヒートポンプ式給湯機の熱源機に用いることもできる。
なお、この発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

１…室外機、２…室内機、３…圧縮機、４…四方弁、５…室外側熱交換器、６…第１の分岐手段（第１のディストリビュータ）、７…電磁膨張弁、８…室内側熱交換器、９…主配管、１０…キャピラリチューブ、１１…冷媒流路、１２…導入口、１３…第２の分岐手段（第２のディストリビュータ）、１４…吸入口、１５…吐出口

Claims (2)

1. 並列に接続される複数の蒸発器と、前記複数の蒸発器に冷媒を分流する分岐手段とを備え、前記分岐手段は単一の導入口と複数の吐出口を有し、それぞれの蒸発器に対して複数の前記吐出口を接続した冷凍サイクル装置であって、前記分岐手段の吐出口は環状に配され、隣合う吐出口が異なる蒸発器へ接続されることを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記複数の蒸発器はそれぞれが、複数の冷媒流路と、前記分岐手段と前記冷媒流路とを接続する第２の分岐手段を備え、前記第２の分岐手段には前記分岐手段の複数の吐出口が収束されて接続されることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。

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